[發(fā)明專利]接觸孔與柵極之間電容的測試結(jié)構(gòu)與測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810205259.4
• 申請日: 2008-12-31
• 公開（公告）號: CN101770965A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭興偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及接觸孔與柵極之間電容的測試結(jié) 構(gòu)與測試方法。

【背景技術(shù)】

在建立器件模型時，用于提取器件寄生電容的測試結(jié)構(gòu)會不同程度的包含 一部分互連寄生電容。例如，提取柵與源漏交疊部分的電容時，會包含源漏接 觸孔對柵的電容。如果在提取器件模型時不減去這部分電容，最后生成器件模 型時，這部分電容就會包括在模型中。提取電路網(wǎng)表時，倘若也提取了這部分 電容，則在電路仿真中，源漏接觸孔和互連對柵的電容就會被重復(fù)計算，得到 的仿真結(jié)果也會有誤差。

在器件線寬較大時，因為器件寬度和溝道長度都很大，器件柵電容很大， 同時互連密度低，互連層間介質(zhì)厚度大，互連電容相對較小，寄生電容中占主 要作用的是MOSFET的柵電容，互連電容只占很小的一部分，不會對整個電 路的延遲造成大的影響，因此上述問題并未引起業(yè)界的重視。并且由于此電容 的形狀復(fù)雜，也很難通過計算電容極板面積和間距的方法計算，因此現(xiàn)有技術(shù) 中并沒有提出一種獲得此電容值的方法。

但是在器件線寬不斷縮小的影響下，器件的尺寸不斷減小，同一層互連的 密度也不斷增大，柵電容隨之相對縮小。這些因素都使互連間的耦合電容變得 更大，因此而造成的RC延遲相對柵電容造成的延遲已經(jīng)不能忽略，并且在線 寬進(jìn)一步縮小的情況下這一部分延遲的影響越來越嚴(yán)重，因此需要一種方法可 以計算出接觸孔與柵極之間的電容，以供建立器件模型時調(diào)用，從而將這部分 電容從器件模型中去除，避免重復(fù)計算。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供接觸孔與柵極之間電容的測試結(jié)構(gòu)與 測試方法，可以計算出供建立器件模型時調(diào)用的接觸孔與柵極之間的電容值。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種接觸孔與柵極之間電容的測試結(jié) 構(gòu)，包括半導(dǎo)體襯底；多個半導(dǎo)體襯底摻雜區(qū)域，所述多個半導(dǎo)體襯底摻雜區(qū) 域設(shè)置于半導(dǎo)體襯底中，且靠近半導(dǎo)體襯底的表面，多個半導(dǎo)體襯底摻雜區(qū)域 彼此之間相互平行；多個堆疊柵，所述多個堆疊柵均設(shè)置于半導(dǎo)體襯底表面的 兩個相鄰的半導(dǎo)體襯底摻雜區(qū)域之間，且堆疊柵之間彼此亦相互平行排列；介 電層，所述介電層設(shè)置于半導(dǎo)體襯底的表面已覆蓋所述多個半導(dǎo)體襯底摻雜區(qū) 域以及所述多個堆疊柵，所述介電層具有多個接觸孔，所述接觸孔設(shè)置于同半 導(dǎo)體襯底摻雜區(qū)域所對應(yīng)的位置；以及摻雜區(qū)域金屬引線，所述摻雜區(qū)域引線 通過設(shè)置于介電層中的多個接觸孔與半導(dǎo)體襯底摻雜區(qū)域電學(xué)連接。

作為可選的技術(shù)方案，所述堆疊柵包括多晶硅導(dǎo)電層和柵介質(zhì)層。

作為可選的技術(shù)方案，所述半導(dǎo)體襯底的導(dǎo)電類型為P型，所述半導(dǎo)體襯 底摻雜區(qū)域的導(dǎo)電類型為N型；或者所述半導(dǎo)體襯底的導(dǎo)電類型為N型，所 述半導(dǎo)體襯底摻雜區(qū)域的導(dǎo)電類型為P型。所述多個摻雜區(qū)域彼此之間的面積 均相等。

作為可選的技術(shù)方案，所述堆疊柵的橫向?qū)挾确秶?.10微米至0.30微 米，所述多個堆疊柵的橫向?qū)挾认嗟龋胰我鈨蓚€相鄰的堆疊柵之間的距離相 等。

作為可選的技術(shù)方案，所述摻雜區(qū)域引線與半導(dǎo)體襯底摻雜區(qū)域之間設(shè)置 的接觸孔的密度范圍是0.1個/微米至10個/微米。所述多個接觸孔的形狀和大 小均相同。

作為可選的技術(shù)方案，所述多個堆疊柵電學(xué)連接至第一電極，所述多個摻 雜區(qū)域金屬引線電學(xué)連接至第二電極。

一種接觸孔與柵極之間電容的測試方法，包括如下步驟：提供多個前述的 測試結(jié)構(gòu)，所述多個測試結(jié)構(gòu)除彼此具有不同的接觸孔密度N之外，其余特征 均相同；測量每個測試結(jié)構(gòu)的堆疊柵和摻雜區(qū)域金屬引線之間的電容值C；計 算隨接觸孔密度增加ΔN而引起的電容值的增加值ΔC，即得出單位密度的接 觸孔所具有的接觸孔與柵極之間的電容值C_cp＝ΔC/ΔN。

作為可選的技術(shù)方案，所述測量一個測試結(jié)構(gòu)的電容值的步驟進(jìn)一步包 括：于介電層中設(shè)置第一電極和第二電極；將所述多個堆疊柵電學(xué)連接至第一 電極，將所述多個摻雜區(qū)域金屬引線電學(xué)連接至第二電極；在第一電極和第二 電極之間施加測試電壓；測量第一電極和第二電極之間的電容值；記錄測得的 電容值以及該測試結(jié)構(gòu)的接觸孔密度。